Flipped Classroom zum Schülerlabor Epigenetik

Gelernt wird Zuhause - angewendet im Labor

Das Schülerlabor Epigenetik ist zusammen mit einer Unterrichtseinheit in Form eines Flipped Classrooms konzipiert. Die umgekehrte Klassensituation bezieht sich darauf, dass die Schülerinnen und Schüler die Lerninhalte selbstständig erarbeiten. Dazu werden von der Lehrkraft selbst erstellte Materialien bereitgestellt, die dementsprechend didaktisch aufbereitet sind und den Lernenden das eigenständige Erarbeiten ermöglichen. Die Schülerinnen und Schüler kommen anschließend vorbereitet in das Labor und können dort die erlernten Inhalte beim Experimentieren anwenden (Bergmann & Sams, 2012).

Vielfältiges Material spricht jeden Lerntyp individuell an

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Verschiedene Lerntypen (nach Lage et al., 2009), Abbildung: Katharina Fischer

Die erstellten Materialien für die Flipped Classroom-Einheit ermöglichen den Schülerinnen und Schülern die eigenständige Erarbeitung im individuellen Lerntempo. Einen Leitfaden bietet dabei das Schülerskript, das sowohl informative Texte als auch zu bearbeitende Aufgaben enthält. Die Aufgaben sind dann mit Hilfe selbsterstellter Videos oder bereitgestellten Zeitungsartikeln sowie der freien Suche im Web lösbar (Kück, 2014). Die unterschiedlichen Medien (Videos oder Texte) bieten den Schülerinnen und Schülern die Möglichkeit, nach ihrem individuellen Lerntyp zu lernen (Lage et al., 2000). Außerdem ist es den Lernenden freigestellt, die Aufgaben in Einzel-, Partner- oder Gruppenarbeit zu bearbeiten. Ein weiterer Vorteil im eigenständigen Erarbeiten ist die individuelle Geschwindigkeit, die die Schülerinnen und Schüler auf ihre Bedürfnisse ausrichten können. Die Erarbeitung der Flipped Classroom-Inhalte entspricht in etwa einer Doppelstunde (90 Minuten), kann jedoch individuell variieren, da lediglich die „Deadline“ gegeben ist.

Wieso ist das Einbetten in eine Unterrichtseinheit so wichtig?

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Einbettung des Schülerlabors in einen Flipped Classroom mit Vor- und Nachbereitung

Abbildung: Katharina Fischer

Das menschliche Arbeitsgedächtnis weist lediglich eine begrenzte Kapazität auf (Miller, 1956, zitiert nach Brünken et al., 2003). Durch das selbstständige Arbeiten und das Erlernen neuer Arbeitstechniken im Labor, wie z.B. das Pipettieren, bleibt kaum Kapazität, um zusätzlich theoretische Lerninhalte zu verarbeiten. Die Folge ist eine Überforderung der Schülerinnen und Schüler beim Experimentieren und schlechte Lernleistungen auf lange Sicht (Sweller, 1994; Engeln, 2004). Diese Problematik lässt sich umgehen, indem sich die Schülerinnen und Schüler vor dem praktischen Teil mit den theoretischen Inhalten selbstständig auseinandersetzen. Die erlernten Inhalte können anschließend während dem Experimentieren in Form von Vorwissen repräsentiert werden (Sweller, 1994; Kalyuga, 2010). Eine Nachbereitung beispielsweise als Transferaufgaben nach dem Labortag, unterstützen die Verknüpfung der Unterrichtsinhalte mit denen des Praktikums und trägt maßgeblich zur Verbesserung der Lernleistung der Schülerinnen und Schüler bei. Der Leistungszuwachs der Schülerinnen und Schüler steigt im Rahmen eines Flipped Classrooms im Vergleich zu einem traditionellen Unterricht signifikant an (Marcey & Brint, 2012, zitiert nach Ng, 2015).

Weiterführende Links

Flipped Learning simplified with Jon Bergmann

Epigenetik

Dissertation Daniela Meilinger (2011) - "Role and regulation of DNA methylation in mouse embryonic stem cells"
Esteller und Portela (2010) - "Epigenetic modifications and human disease"
Fischer (2013) - "Die Epigenetik neurodegenerativer Erkrankungen"
Cardoso und Leonhardt (2000) - "Dynamics of DNA Replication Factories in Living Cells"
Cardoso et al. (2005) - "Trapped in action - Direct visualization of DNA methyltransferase activity in living Cells"
Aoki et al. (2007) - "Decitabine - Bedside to bench"

weiterführende Literatur

Bergmann, J., & Sams, A. (2012). Flip Your Classroom: Reach Every Student in Every Class Every Day. London: ISTE Verlag.
Kück, A. (2014). Unterrichten mit dem Flipped Classroom Konzept: Das Handbuch für individualisiertes und selbstständiges Lernen mit neuen Medien. Mühlheim: Verlag an der Ruhr.
Ebel, C., Manthey, L., Müter, J., & Spannagel, C. (2015). „Flip your class!“ - Ein entwicklungsorientiertes Forschungsprojekt an Berliner Schulen. In Individuell fördern mit digitalen Medien: Chancen, Risiken, Erfolgsfaktoren (S. 311-331). Gütersloh: Verlag Bertelsmann Stiftung.
Lage, M. J., Platt, G. J., & Treglia, M. (2000). Inverting the Classroom: A Gateway to Creating an Inclusive Learning Environment. Journal of Economic Education, Winter, 30-43.
Sweller, J. (1994). Cognitive Load Theory, learning difficulty, and instructional design. Learning and Instruction, 4, 295-312.
Engeln, K. (2004). Schülerlabors: authentische, aktivierende Lernumgebungen als Möglichkeit, Interesse an Naturwissenschaften und Technik zu wecken. Berlin: Logos Verlag.
Kalyuga, S. (2010). Schema Acquisition and Sources of Cognitive Load. In Cognitive Load Theory, S. 48-64. Cambridge: Cambridge University Press. DOI: 10.1017/CBO9780511844744.
Brünken, R., Plass, J. L., & Leutner, D. (2003). Direct Measurement of Cognitive Load in Multimedia Learning. Educational Psychologist, 38(1), 53-61.
Ng, W. (2015). New Digital Technology in Education: Conceptualizing Professional Learning for Educators. Switzerland: Springer.